Что такое ArcGIS + Вопросы к экзамену / Что такое ArcGIS

8Тенденции

развития

ГИС

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ГИС

ГИС-технология продолжает расти и развиваться. Ее эволюция будет основываться на ряде фундаментальных ГИС-характеристик с учетом трендов развития вычислительной техники и Интернет-технологий. Вот некоторые важные факторы:

•Концептуально ГИС развивается от технологии для работы с базой данных и обмена данными в направлении, основой которого является накопление и получение знания. ГИС - это намного больше, чем обычная база данных. Помимо наборов ГИСданных, пользователи ГИС работают с картами и глобусами (глобальными представлениями), моделями геообработки и рабочих процессов, многоцелевыми конфигурациями базы данных ГИС (отраслевыми и прочими моделями данных). Все эти прикладные функциональные возможности документируются с использованием метаданных, что обеспечивает эффективную публикацию и обмен географическим знанием.

•ГИС-системы становятся федеративными, поддерживающими обмен географическим знанием через Web. Пользователи также могут обмениваться обновлениями между своими системами и синхронизировать их, а Интернет-ГИС позволяют расширить масштабы накопленного географического знания и сферы его использования. Неотъемлемой частью ГИС-платформы все в большей мере становятся средства создания распределенных ГИС.

•Сравнительно недавно появились порталы с ГИСкаталогами, предоставляющие централизованный доступ к распределенным информационным наборам из разных организаций. Со временем ГИС-порталы также помогут интеграции управления распределенными ГИС-данными и их использования.

•Индивидуальные ГИС-системы все в большей степени объединяются в глобальной сети (Web) по принципу нежестких связей. Интернет быстро становится общей структурой для совместного доступа к географическому знанию, которое продолжает создаваться, поддерживаться и публиковаться на многих независимых ГИС-узлах. В последнее десятилетие это видение было описано и частично уже реализовано как Национальные и Глобальная Инфраструктуры пространственных данных

(SDI). Интеграционные технологии для широкого внедрения такого подхода постоянно развиваются.

•По своей сути ГИС-системы являются распределенными. При обмене и использовании информации пользователи полагаются на совместно накапливаемые знания и опыт. Распределенные ГИС - это намного больше, чем распределенные базы ГИС-данных и копии наборов данных. Речь также идет о распределенном сотрудничестве при решении разнообразных ГИС-задач. Помимо

публикации и обмена данными ГИС, пользователи все шире используют Интернет для сбора, структурирования, применения и управления географическим знанием.

В этой заключительной главе кратко охарактеризованы некоторые ключевые тренды и сопутствующие им аспекты роста и развития ГИС на ближайшие годы. Платформа ArcGIS разработана и развивается с учетом этих ключевых трендов и для поддержки их практической реализации.

108 • ЧТО ТАКОЕ ARCGIS?

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ГИС

“ГИС развивается от подхода, основанного на	Статистический анализ&
базе данных, к подходу, целью которого является	Табличные данные
накопление и использование знания.”	Цифровые
	Видео/Аудио

—Президент ESRI Джек Данджермонд, Июль 2003

Так исторически сложилось, что люди научились выражать знание и обмениваться им посредством многих абстрактных форм. Эти абстракции, упрощенные сводки более масштабного тела знания, постоянно используются для раскрытия и истолкования человеческого опыта и облегчения коллективного понимания. Абстракции - такие как текст, иероглифы, язык, математика, музыка и живопись, чертежи, изображения и карты - используются для фиксирования и обмена культурными, научными и прочими достижениями цивилизации, их передачи из поколения в поколение.

	Статистика
Язык	Математика/
	Наука
	X = Y -Z
	NaCl 2
Иероглифы	Модели
	Музыка/
Чертежи	Искусство

Карты Изображения/ Фотографии

Люди используют разные абстракции для выражения

ипередачи общего понимания окружающей среды и ее систем. География предоставляет универсальную структуру для описания “места” с помощью абстракций

иобмена такими описаниями.

С наступлением эры компьютеров все накапливаемое знание стало фиксироваться и передаваться по сетям Всемирной паутины (World Wide Web). Коллекции знания стали быстро переводиться в цифровой вид.

Одновременно стали развиваться ГИС, помогающие людям лучше понимать, представлять, управлять и

Обработка

Компьютерные модели

Обработка

изображений

Цифровая технология все в больших масштабах используется для фиксирования всего, что мы знаем.

анализировать многие аспекты окружающего мира как системы.

География традиционно предоставляет важную структуру и свой язык для структурирования и обращения к ключевым представлениям обо всем, что нас окружает. ГИС предлагает относительно новый механизм для накопления географического знания на основе пяти базовых элементов:

•Карты и глобусы

Интерактивные визуальные представления географической информации, помогающие найти ответы на многие вопросы, представить полученные результаты и являющиеся основой для дальнейшей работы

•Наборы географических данных

Файлы или базы данных с географической информацией - пространственные объекты, сети, топологии, модели местности, результаты геодезических съемок и атрибуты

•Модели геообработки и рабочих процессов

Наборы процедур обработки геоданных для автоматизации и повторного выполнения разнообразных задач

•Модели данных

Схемы, поведение и правила целостности для наборов географических данных

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ГИС • 109

•Метаданные

Документы для описания других элементов - каталог документов, помогающий пользователям организовать, обнаружить и обратиться к распределенному географическому знанию

Эти пять элементов, а также развитая логика программного обеспечения ГИС, формируют строительные блоки для сборки интеллектуальных географических информационных систем. Интеллектуальные ГИС позволяют накапливать географическое знание в цифровой форме. Эти элементы предоставляют базовую основу для решения многих задач и проблем с использованием ГИС (например, повысить эффективность, логичность и информированность при принятии решений, планировании, учете и оценке ресурсов, совместном выполнении работ и исследований).

Программное

Интеллектуальные ГИС позволяют создавать географические знания и обмениваться ими в разных формах - наборы ГИС-данных, карты, модели данных, опыт профессионалов по автоматизации стандартных рабочих процессов, развитые модели географических процессов и явлений. Также интеллектуальные ГИС позволяют создавать и управлять хранилищами знаний, предоставлять многим пользователям возможность обращаться к ним.

ArcGIS и база геоданных были созданы для поддержки такого основанного на географическом знании подхода. Они позволяют создавать, использовать, управлять и обмениваться всеми пятью упомянутыми элементами географического знания.

Модели

данных

	Метаданные	Карты и
		Глобусы

Наборы геоданных процессов

ГИС отражает реальный мир в виде абстракций, представляемых посредством пяти базовых элементов, которые используются для накопления и передачи географического знания. Эти элементы, а также современное программное обеспечение являются строительными блоками для интеллектуальных ГИС.

110 • ЧТО ТАКОЕ ARCGIS?

ГИС КАК РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА

Пользователи ГИС с давних пор рассчитывают на взаимную поддержку при создании и использовании данных. Широко распространено понимание того, что наборы данных и таблиц большинства географических информационных систем создаются многими организациями. Каждая работающая с ГИС организация создает существенную часть, но далеко не все используемые ею информационные ресурсы. Например, по крайней мере некоторые информационные слои поступают извне.

Конвертация		Интеграция
		данных

через Web. Внедряемые структуры для беспроводной связи и доступа через браузеры к централизованным корпоративным приложениям означают, что с ГИС смогут работать многие пользователи в распределенной компьютерной среде.

В частности, Web-сервисы предоставят корпоративную компьютерную среду с нежесткими связями, посредством которой пользователи со своих рабочих мест смогут обращаться к информации и ГИС-функ- циональности через World Wide Web, с использованием браузеров и мобильных устройств. ГИС-логика будет внедряться на основе многих приемлемых технических конфигураций во многие сферы деятельности.

Важнее всего то, что Web-сервисы также могут использоваться для интеграции многих частных систем вне зависимости от их внутренней архитектуры.

XML/SOAP

ГИС сервер

	Прямое чтение	Web Сервисы
	(API)

Развитие стандартов ГИС

В большей части важных для ГИС стандартов за основу взяты общепринятые стандарты компьютерных технологий и Web. Интернет уже играет критически важную роль в распределенных ГИС, и столь тесная связь сохранится и в будущем. Взаимодействие современных технологий крайне полезно. Современная структура Web-сервисов на основе XML и SOAP обеспечит взаимодействие независимых систем

Web сервисы Многоярусная архитектура

Приближение к стандарту СУБД

A	B	C	XML/SOAP
			ГИС
			сервер
	Интеграция		«Поддержка открытых
	данных
			Web сервисов»

Web-сервисы обеспечивают новый тип взаимодействия для интеграции многих систем.

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ГИС • 111

РАЗВИТИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ГИС

Обмен большей частью ГИС-данных по-прежнему основывается на простом механизме передачи файлов с данными и скачивании копий данных с FTP-сайтов. Однако среда обмена данными постепенно развивается. Например, все шире для ГИС-публикаций в Web используются средства ArcIMS и сходных технологий. Также расширяется число каталогов ГИС-порта- лов, предоставляющих централизованный доступ к возможностям открытой публикации географической информации на многих ГИС-сайтах. Важное значение таких приложений для распределенных ГИС будет сохраняться и впредь.

Помимо публикации и использования ГИС-данных, будет нарастать взаимодействие пользователей в части управления распределенными ГИС-данными, их обработки и анализа. Некоторые организации будут создавать все более развитые корпоративные системы для повышения эффективности своей деятельности, другие будут внедрять части таких систем в соответствии со своими специфическими потребностями.

	Пользователи осуществляют
Издатели		поиск данных
		Каталог
ГИС-данных
		ГИС-портала
	Обработка	Централь-
		ный
	метаданных
		каталог

Архитектура ГИСсистем постоянно развивается и становится распределенной в Интернет.

112 • ЧТО ТАКОЕ ARCGIS?

Ниже в таблице приведены примеры внедрения частных подсистем для работы с ГИС через Интернет.

Как показывает практика, деятельность наших пользователей охватывает весь этот спектр применения Интернет-ГИС. Требования к обмену данными в их организациях будут диктовать необходимый уровень внедрения ГИС для работы с Интернет. Многие организации будут продолжать наращивать и развивать достигнутый уровень и размах применения

ГИС, находить новые направления использования этой технологии с целью повышения эффективности своей деятельности.

Программное обеспечение ГИС должно продолжать развиваться, чтобы обеспечить более полную поддержку разнообразных потребностей пользователей. В то же время оно должно оставаться достаточно гибким и предоставлять полный спектр возможностей ГИС-технологии на всех уровнях ее внедрения.

Простое

Продвинутое

	Обмен данными	До использования Интернет обмен данными осуществ-	ArcGIS Desktop
	и загрузка с	лялся через передачу файлов данных и форматов между	с возможностью
	FTP	пользователями. Многие крупные ГИС-организации	скачивания данных
		продолжают использовать Web сайты для хранения	с FTP
		и предоставления данных.
	Публикация	Интерактивные карты, опубликованные и доступные	ArcIMS
	карт	через Интернет с центральных Web сайтов.
	Публикация	Карты, данные и метаданные, опубликованные на Web	ArcIMS
	ГИС-данных в	сайтах и доступные для многих пользователей.
	Web
	ГИС порталы	Каталоги ГИС-порталов соединяют автономные ГИС в	ArcIMS и GIS Portal Toolkit
		инфраструктуру пространственных данных. Сервер
	для получения
		каталога ссылается на множество локальных и удаленных
	данных из Web
		информационных сервисов. Пользователи соединяются
		с удаленной ГИС-информацией и сервисами через каталог
		порталов. Информация в каждом узле может содержать
		различные схемы и архитектуру данных.
	Распределенные,	Для управления корпоративной информацией	ArcGIS Server
	корпоративные	разрабатываются центральные корпоративные серверы
	ГИС	с полным набором ГИС-функциональности (редактирова-
		ние, управление данными, геообработка, Интернет-
		решения).
		Доступ к корпоративным ГИС-узлам и сервисам, а так же к
		Web сервисами осуществляется через каталог
		ГИС-порталов.
	Интегрированные	ГИС порталы интегрируют различные ГИС в слабосвязанную,	ArcGIS Server и GIS Portal
	ГИС	распределенную систему ГИС-узлов для управления
		информацией. Каждый узел обеспечивает управление
		поднабором слоев данных, то есть обновление и репликация
		географической информацией осуществляется через ГИС-
		узлы. Локальные узлы соединяются в региональные,
		областные, национальные и мировые наборы данных.

Расширяющийся спектр применения ГИС в Интернет

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ГИС • 113

ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ГИС

Многие организации используют так называемые совместные, объединенные ГИС. Созданием, поддержкой и обновлением содержащейся в них разномасштабной, непрерывно поступающей географической информации занимается не одна организация, такие ГИС являются плодом совместных усилий многих партнерских организаций.

Все же, работающие с ГИС организации пока склонны создавать и поддерживать свои собственные базы географической информации. Но, хотя эта информация в разных организациях может существенно различаться, многие из них начинают с создания однотипных наборов данных, а затем обновляют и расширяют их в соответствии со своими потребностями.

Многие пользователи видят большой потенциал для обмена и повторного использования как исходных, так и обновляемых и дополняемых наборов данных. Многие заинтересованы в объединении своих наращиваемых наборов ГИС-данных в полноценные тематические покрытия на большие территории, что обеспечивает их многоцелевое использование в соответствии с нуждами разных организаций в разных прикладных направлениях. Кроме того, они стремятся к объединению усилий с целью создания

дополнительных ключевых слоев ГИС-данных. Движущими мотивами в стремлении к сотрудничеству могут являться и появляющиеся в результате такого сотрудничества реальные возможности создания наборов важных ГИС-приложений, например, для управления кадастровыми данными, создания карт регионального и национального уровня, реагирования на чрезвычайные ситуации, повышения уровня национальной безопасности.

Одним из путей достижения этих целей является создание распределенной сети ГИС-организаций, каждая из которых владеет собственными данными и отвечает за возможность обращения других к части данных из общей разделяемой базы данных.

Такие базы данных ГИС могут использоваться для решения многих задач и служить в качестве принципиальной структуры хранения общего контекста. Каждый участник использует собственную ГИС для создания, поддержания, обмена и публикации ГИС-данных по своему географическому сегменту и тематическому содержанию.

Совместные ГИС являются шагом вперед на пути связывания и интеграции отдельных поставщиков данных в ГИС-сеть, которая может использоваться для объединения частей в нечто целое (например, для подготовки и поддержания в актуальном состоянии покрытий географической информации на уровне городов, областей, стран или на глобальном уровне). Также существует видение информационной структуры, в которой проводится репликация вносимых обновлений и обмен ими через Интернет, что позволяет синхронизировать копии баз данных интеллектуальной ГИС.

Для полноценной реализации этого видения необходимы шесть фундаментальных ГИС-технологий:

1.Открытая технология многопользовательского управления ГИС-данными. Географическая информация должна создаваться и поддерживаться с учетом возможности ее неоднократного использования. Обмен этой информацией должен осуществляться с использованием общепринятых форматов представления данных ГИС.

2.Общие модели данных (стандартного содержания) для важной информации. Тут необходимы средства поддержки взаимодействия. Пользователи могут применять единые обобщенные схемы базы данных ГИС и добавлять в общие (например, отраслевые) модели данных новые элементы в соответствии со своими специфическими потребностями.

3.Развитые ГИС-инструменты для создания и представления географической информации - например, для создания и редактирования данных, для преобразования данных и их обработки, документирования на основе метаданных и каталогизации, построения карт и создания картографических продуктов. Для этой работы основной платформой по-прежнему будут настольные ГИС-продукты.

4.Основанная на Web среда управления данными

иих распространения. Стандартизированная структура ГИС для многих равноправных участников будет разрабатываться и предоставляться на основе серверных ГИС-технологий, ГИС-сетей

иГИС-порталов в глобальной паутине (World Wide Web). ГИС-порталы будут играть ключевую роль. Они будут создаваться на основе принятых стандартов, таких как Web-сервисы.

114 • ЧТО ТАКОЕ ARCGIS?

5.Практическое применение широко используемых в ГИС и наиболее эффективных методов и процедур, а также имеющегося опыта. Чтобы быть привлекательной для многих участников, совместная ГИС должна соответствовать стилю работы ГИС-пользователей. Взаимодействие и участие пользователей не должно ограничиваться техническими аспектами (с учетом приемлемых масштабов системы). Применяемые ГИС-стан- дарты должны быть оптимизированы на основе передового опыта и широко используемых методов работы.

6.Приверженность проверенным на практике отраслевым стандартам. Для создания распределенной совместной ГИС необходимо принятие общей информационной технологии и вычислительной среды.

Подобное или другие представления о совместных ГИС, лежащие в их основе концепции и предъявляемые к ним требования могут быть реализованы на практике с использованием современной ГИС-техно- логии, включающей базы данных интеллектуальной ГИС, развитые настольные ГИС, встраиваемые ГИС, серверные ГИС и мобильные ГИС.

ArcGIS 9

Настольные ГИС Встраиваемые ГИС

Серверные ГИС

Мобильные ГИС

ArcGIS Desktop		ArcGIS Engine
ArcView	ArcEditor
		Custom
ArcInfo	ArcReader	Applications
+ Дополнительные модули
ArcGIS
Desktop		Engine
Development Kit		Development Kit
.NET C++	VB	.NET C++ VB JAVA

Компоненты для разработки

База геоданных

Файлы

Развиваемое видение ГИС

ArcGIS Server	ArcIMS	ArcGIS Mobile
		ArcPad
Web
Desktop
Server	Web Templates
	CustomTemplates
Server		Mobile
Development Kit		Development Kit
JAVA ADF NET ADF C++		PEI Compact Framework

ArcObjects

ArcSDE

XML

СУБД

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ГИС • 115